Profession-Oriented School Profession-Oriented School Профильная школа 1998-0744 101226 10.12737/1998-0744-2025-13-3-30-35 Цифровая образовательная среда The digital learning environment Цифровая образовательная среда The Impact of Creating 3D Objects Using Block Codes on Spatial and Computational Thinking Skills Влияние создания 3D-объектов с использованием блочных кодов на навыки пространственного и вычислительного мышления Рзаева Н. О. Rzaeva N. O. nuray1993.n@gmail.com Нахчыванский государственный университет Азербайджан Nakhchivan State University Azerbaijan 10 07 2025 10 07 2025 13 3 30 35 14 05 2025 20 05 2025 https://zh-szf.ru/en/nauka/article/101226/view

В современном цифровом мире развитие пространственного и вычислительного мышления становится ключевым аспектом образования. Статья посвящена изучению влияния создания 3D-объектов с помощью визуальных блочных языков программирования (таких как Tinkercad Blocks, Blockly или Scratch) на формирование этих навыков. В статье рассматриваются связь между визуальным программированием и развитием пространственного мышления; роль блочных кодов в формировании вычислительного мышления (алгоритмизация, декомпозиция, абстракция); практические аспекты применения 3D-моделирования в образовательных целях. Современное образование активно интегрирует цифровые технологии, уделяя особое внимание развитию навыков, востребованных в STEM-дисциплинах. В статье исследуется, как процесс создания 3D-моделей через визуальное блочное программирование (например, в средах Tinkercad Blocks, Blockly или Scratch) влияет на формирование пространственного и вычислительного мышления у школьников и студентов. При этом пространственное мышление определяется как способность обучающегося мысленно представлять, преобразовывать и анализировать объекты в трехмерном пространстве (эти способности играют ключевую роль в инженерии, архитектуре, дизайне и программировании). Аналогично, вычислительное мышление (computational thinking) включает алгоритмизацию, декомпозицию задач, распознавание паттернов и абстрактное мышление, что является основой для изучения информатики и смежных дисциплин. В исследовании рассматриваются механизмы влияния блочного программирования на когнитивные навыки: как работа с 3D-объектами в визуальной среде развивает понимание геометрии, проекций и масштабирования; роль алгоритмических конструкций (циклы, условия, функции) в структурировании пространственного мышления; практические образовательные методики: примеры заданий, сочетающих 3D-моделирование и программирование; анализ сложностей, с которыми сталкиваются учащиеся, и способы их преодоления; сравнение с традиционными подходами: преимущества блочных языков перед текстовым программированием на начальных этапах обучения; эффективность 3D-моделирования по сравнению с 2D-аналогами. Исследование может быть полезно педагогам, методистам и разработчикам образовательных программ, направленных на развитие STEM-навыков у обучающихся.

In the modern digital world, the development of spatial and computational thinking is becoming a key aspect of education. The article is devoted to the study of the influence of creating 3D objects using visual block programming languages (such as Tinkercad Blocks, Blockly or Scratch) on the formation of these skills. In this aspect, the article considers: the relationship between visual programming and the development of spatial thinking; the role of block codes in the formation of computational thinking (algorithmization, decomposition, abstraction); practical aspects of using 3D modeling for educational purposes. Modern education actively integrates digital technologies, paying special attention to the development of skills in demand in STEM disciplines. In this context, the article examines how the process of creating 3D models through visual block programming (for example, in the Tinkercad Blocks, Blockly or Scratch environments) affects the formation of spatial and computational thinking in schoolchildren and students. Spatial thinking is defined as the ability of a student to mentally represent, transform and analyze objects in three-dimensional space (these abilities play a key role in engineering, architecture, design and programming). Similarly, computational thinking includes algorithmization, problem decomposition, pattern recognition and abstract thinking, which is the basis for studying computer science and related disciplines. In this aspect, the study examines: 1. Mechanisms of the influence of block programming on cognitive skills: how working with 3D objects in a visual environment develops an understanding of geometry, projections and scaling; the role of algorithmic structures (loops, conditions, functions) in structuring spatial thinking. 2. Practical educational methods: examples of tasks combining 3D modeling and programming; analysis of the difficulties faced by students and ways to overcome them. 3. Comparison with traditional approaches: advantages of block languages over text programming at the initial stages of training; efficiency of 3D modeling compared to 2D analogs. The study can be useful for teachers, methodologists and developers of educational programs aimed at developing STEM skills in students.

 вычислительное мышление пространственное мышление блочное кодирование TinkerCAD 3D-дизайн somputational thinking spatial thinking block coding TinkerCAD 3D design

Partnership for 21st Century Skills. (2019). Framework for 21st Century Learning. http://static.battelleforkids.org/documents/p21/P21_Framework_Brief.pdf Partnership for 21st Century Skills. (2019). Framework for 21st Century Learning. http://static.battelleforkids.org/documents/p21/P21_Framework_Brief.pdf Arslan Namli, N., & Aybek, B. (2022). Examining the effects of block-based programming... Contemporary Educational Technology, 14(1), Article ep341. https://doi.org/10.30935/cedtech/11477 Arslan Namli, N., & Aybek, B. (2022). Examining the effects of block-based programming... Contemporary Educational Technology, 14(1), Article ep341. https://doi.org/10.30935/cedtech/11477 Aydogdu, S. (2020). The effect of block-based programming... Educational Technology Theory and Practice, 10(1), 303-320. https://doi.org/10.17943/etku.649585 Aydogdu, S. (2020). The effect of block-based programming... Educational Technology Theory and Practice, 10(1), 303-320. https://doi.org/10.17943/etku.649585 Atman Uslu, N., Mumcu, F., & Egin, F. (2018). The effect of visual programming activities... Aegean Journal of Educational Technology, 2(1), 19-31. Atman Uslu, N., Mumcu, F., & Egin, F. (2018). The effect of visual programming activities... Aegean Journal of Educational Technology, 2(1), 19-31. Atmatzidou, S., & Demetriadis, S. (2016). Advancing students’ computational thinking skills... Robotics and Autonomous Systems, 75, 661-670. https://doi.org/10.1016/j.robot.2015.10.008 Atmatzidou, S., & Demetriadis, S. (2016). Advancing students’ computational thinking skills... Robotics and Autonomous Systems, 75, 661-670. https://doi.org/10.1016/j.robot.2015.10.008 Uttal, D. H., et al. (2013). The malleability of spatial skills. Psychological Bulletin, 139(2), 352-402. https://doi.org/10.1037/a0028446 Uttal, D. H., et al. (2013). The malleability of spatial skills. Psychological Bulletin, 139(2), 352-402. https://doi.org/10.1037/a0028446 Sorby, S. A. (2009). Developing spatial cognitive skills. International Journal of Science Education, 31(8), 1129-1151. https://doi.org/10.1080/09500690801924756 Sorby, S. A. (2009). Developing spatial cognitive skills. International Journal of Science Education, 31(8), 1129-1151. https://doi.org/10.1080/09500690801924756 Autodesk Tinkercad. (2023). Official Documentation. https://www.tinkercad.com/learn Autodesk Tinkercad. (2023). Official Documentation. https://www.tinkercad.com/learn Wing, J. M. (2006). Computational thinking. Communications of the ACM, 49(3), 33-35. https://doi.org/10.1145/1118178.1118215 Wing, J. M. (2006). Computational thinking. Communications of the ACM, 49(3), 33-35. https://doi.org/10.1145/1118178.1118215 Grover, S., & Pea, R. (2013). Computational thinking in K-12. Educational Researcher, 42(1), 38-43. https://doi.org/10.3102/0013189X12463051 Grover, S., & Pea, R. (2013). Computational thinking in K-12. Educational Researcher, 42(1), 38-43. https://doi.org/10.3102/0013189X12463051 Baz, F. Ç. (2018). Coding education in early childhood: A comparative analysis of national curricula. Journal of Computer Assisted Learning, 34(3), 325-337. https://doi.org/10.1111/jcal.12246 Baz, F. Ç. (2018). Coding education in early childhood: A comparative analysis of national curricula. Journal of Computer Assisted Learning, 34(3), 325-337. https://doi.org/10.1111/jcal.12246 Çakır, R., et al. (2021). The impact of block-based programming on algorithmic thinking. Journal of Educational Computing Research, 59(5), 789-812. https://doi.org/10.1177/0735633120973430 Çakır, R., et al. (2021). The impact of block-based programming on algorithmic thinking. Journal of Educational Computing Research, 59(5), 789-812. https://doi.org/10.1177/0735633120973430 Korkmaz, Ö., et al. (2017). The effectiveness of Tinkercad in improving spatial visualization skills. Journal of Educational Technology & Society, 20(4), 1-12. https://www.jstor.org/stable/26229203 Korkmaz, Ö., et al. (2017). The effectiveness of Tinkercad in improving spatial visualization skills. Journal of Educational Technology & Society, 20(4), 1-12. https://www.jstor.org/stable/26229203 Bers, M. U. (2018). Coding as a Playground: Programming and Computational Thinking in the Early Childhood Classroom. Routledge. https://doi.org/10.4324/9781315398945 Bers, M. U. (2018). Coding as a Playground: Programming and Computational Thinking in the Early Childhood Classroom. Routledge. https://doi.org/10.4324/9781315398945